(57)【要約】【課題】ＭＯＣＶＤ法により成長した半導体の結晶に取り込まれる水素の濃度を低減することが可能な化合物半導体結晶成長方法を提供すること。【解決手段】少なくとも有機窒素原料及び塩化水素ガスを含む原料ガスを有機金属気相成長炉に供給し、III−Ｖ族化合物半導体を成長する。この場合、有機金属気相成長炉内の塩化水素ガスが有機窒素原料と化学反応し、有機窒素原料中のＮ―Ｈ結合が切断される。具体的には、塩化水素ガスが熱分解して発生した塩素が有機窒素原料内でＮ―Ｈ結合していた水素と結合して塩化水素となることで、上記Ｎ―Ｈ結合が切断される。そして、この塩化水素が結晶の外部に排出されるので、結晶内に混入する水素の量が低減される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素と、前記窒素以外のＶ族構成元素と、III族構成元素とを含むIII−Ｖ族化合物半導体を成長する化合物半導体結晶成長方法であって、
少なくとも有機窒素原料及び塩化水素ガスを含む原料ガスを有機金属気相成長炉に供給し、前記III−Ｖ族化合物半導体を成長する工程を含むことを特徴とする化合物半導体結晶成長方法。
【請求項２】
前記窒素以外のＶ族構成元素を含有するＶ族構成原料に対する前記塩化水素ガスの供給モル比［塩化水素ガスの供給量］／［Ｖ族構成原料の供給量］は、０．０５以上であることを特徴とする請求項１に記載の化合物半導体結晶成長方法。
【請求項３】
前記窒素以外のＶ族構成元素を含有するＶ族構成原料に対する前記塩化水素ガスの供給モル比［塩化水素ガスの供給量］／［Ｖ族構成原料の供給量］は、０．１以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の化合物半導体結晶成長方法。
【請求項４】
前記有機窒素原料は、ヒドラジン、モノメチルヒドラジン及びジメチルヒドラジンの少なくとも１つの原料を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の化合物半導体結晶成長方法。
【請求項５】
前記III−Ｖ族化合物半導体を成長する工程において、前記有機金属気相成長炉に供給されるキャリアガスは、不活性ガスを含むと共に、水素及び水素化物を含まないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の化合物半導体結晶成長方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化合物半導体結晶成長方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）により、III−Ｖ族化合物半導体光素子を成長する方法が行われている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
これらの方法を用いてＧａＮＡｓ、ＧａＩｎＮＡｓ等を成長するときには、ガリウム（Ｇａ）を含有するIII族構成原料として、例えばトリエチルガリウム（ＴＥＧａ）等が用いられ、インジウム（Ｉｎ）を含有するIII族構成原料として、例えばトリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）等が用いられる。また、窒素（Ｎ）を含有するＶ族構成原料として、例えばモノメチルヒドラジン（ＭＭＨｙ）、ジメチルヒドラジン（ＤＭＨｙ）等のヒドラジン系の有機窒素原料が用いられる。また、砒素（Ａｓ）を含有するＶ族構成原料として、例えばアルシン（ＡｓＨ３）、ターシャルブチルアルシン（ＴＢＡ）、トリメチル砒素（ＴＭＡs）等が用いられる。更に、成長炉に供給されるキャリアガスとして、水素（Ｈ2）或いは水素化物等が用いられる。
【特許文献１】特開平１１−２３８６８５号公報
【特許文献２】特開平１１−３４０５７７号公報
【特許文献３】特開２００１−１８５４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記ＭＯＣＶＤ法を用いて例えばＧａＩｎＮＡｓといった半導体の結晶を成長するときには、例えばジメチルヒドラジン等が熱分解して窒素が上記半導体の結晶に取り込まれる際に、上記窒素と結合されていた水素が、窒素と共に上記結晶に取り込まれてしまう場合がある。このような場合には、本来窒素と結合すべきであった上記半導体のIII族構成元素（ガリウムやインジウム等）が窒素と結合できなくなり、その結果、いわゆるダングリングボンドと呼ばれる欠陥が上記半導体の結晶に生じる。このことは、例えばＧａＩｎＮＡｓを活性層とする光素子の発光強度を低下させる原因となるほか、上記欠陥の増殖により該光素子の寿命が大幅に短くなるといった問題を引き起こす。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、ＭＯＣＶＤ法により成長した半導体の結晶に取り込まれる水素の濃度を低減することが可能な化合物半導体結晶成長方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、水素が結晶に取り込まれることにより光素子の特性が劣化するといった前述の問題点は、成長した化合物半導体がＶ族構成元素として窒素を含む場合に現れること、更に窒素の組成が高くなればなるほど、上記化合物半導体の結晶に取り込まれる水素の濃度が増加することなどを見出した。このような事情から、水素の混入源は、窒素を含有するＶ族構成原料として有機窒素原料であると考えられる。
【０００７】
そこで、本発明者は、更なる検討を行なったところ、有機窒素原料を用いる場合には、該有機窒素原料内の窒素と水素との結合（Ｎ―Ｈ結合）を切ることができれば、III族構成元素を窒素と結合可能とさせると共に、結晶内の水素の濃度を低減することができることを見出した。本発明は、そのような新たな知見に基づいて為されたものである。
【０００８】
即ち、本発明は、窒素と、窒素以外のＶ族構成元素と、III族構成元素とを含むIII−Ｖ族化合物半導体を成長する化合物半導体結晶成長方法であって、少なくとも有機窒素原料及び塩化水素ガスを含む原料ガスを有機金属気相成長炉に供給し、III−Ｖ族化合物半導体を成長する工程を含むことを特徴とするものである。
【０００９】
このように、本発明の化合物半導体結晶成長方法によれば、有機金属気相成長炉内の塩化水素ガスが有機窒素原料と化学反応し、上記有機窒素原料中のＮ―Ｈ結合が切断される。このため、結晶内に混入する水素の量を低減することができる。
【００１０】
また、窒素以外のＶ族構成元素を含有するＶ族構成原料に対する塩化水素ガスの供給モル比［塩化水素ガスの供給量］／［Ｖ族構成原料の供給量］は、０．０５以上であることが好ましい。このように、本発明においては、上記供給モル比を０．０５以上にするので、結晶内に混入する水素の量を低減することができる。
【００１１】
また、窒素以外のＶ族構成元素を含有するＶ族構成原料に対する塩化水素ガスの供給モル比［塩化水素ガスの供給量］／［Ｖ族構成原料の供給量］は、０．１以下であることが好ましい。このように、本発明においては、上記供給モル比を０．１以下にするので、塩化水素ガスが結晶をエッチングしてしまい、成長速度が著しく低下することを防止することができる。
【００１２】
また、有機窒素原料は、ヒドラジン、モノメチルヒドラジン及びジメチルヒドラジンの少なくとも１つの原料を含むことが好ましい。この化合物半導体結晶成長方法は、有機窒素原料として、ヒドラジン、モノメチルヒドラジン、ジメチルヒドラジンといったヒドラジン系の原料が用いられる場合に、特に有用である。
【００１３】
更に、III−Ｖ族化合物半導体を成長する工程において、有機金属気相成長炉に供給されるキャリアガスは、不活性ガスを含むと共に、水素及び水素化物を含まないことが好ましい。このように、有機金属気相成長炉に供給されるキャリアガスとして、水素及び水素化物の代わりに、窒素、ヘリウム（Ｈｅ）などの不活性ガスを用いることで、結晶内から水素を除外することを容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＭＯＣＶＤ法により成長した半導体の結晶に取り込まれる水素の濃度を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、本発明の化合物半導体結晶成長方法に係る実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【００１６】
（第１の実施の形態）
図１は、第１実施形態に係るIII−Ｖ族化合物半導体の結晶成長方法を説明するための工程断面図である。図１（Ａ）に示すように、先ず、基板として例えばＧａＡｓ基板１１を準備する。ＧａＡｓ基板１１は、例えばＳｉがドープされたｎ型基板であり、面方位は（１００）である。或いは、上記ＧａＡｓ基板１１に替えて、ＳｉがドープされたＧａＡｓ表面を有する他の基板を用いることもできる。
【００１７】
次に、図１（Ｂ）に示すように、III−Ｖ族化合物半導体から成るバッファ膜１３を基板１１の表面１１ａ上に形成する。本実施形態におけるバッファ膜１３は、例えばアンドープＧａＡｓ半導体膜である。この形成は、有機金属気相成長炉を用いて行われる。本実施形態においては、有機金属気相成長のためのガリウム原料として、トリエチルガリウム（ＴＥＧａ）等を用いる。また、有機金属気相成長のための砒素原料として、ターシャルブチルアルシン等を用いる。
【００１８】
次に、III−Ｖ族化合物半導体層１５の形成を行う。図１（Ｃ）に示すように、例えば活性層となるIII−Ｖ族化合物半導体層１５をバッファ膜１３の表面１３ａ上に形成する。このIII−Ｖ族化合物半導体層１５は、Ｖ族構成元素としての窒素と、窒素以外のＶ族構成元素と、III族構成元素とを含む。本実施形態におけるIII−Ｖ族化合物半導体層１５は、例えばＧａＩｎＮＡｓ半導体膜である。この形成は、有機金属気相成長炉を用いて行われる。有機金属気相成長のためのガリウム原料及び砒素原料は上記バッファ膜１３と同様の原料を用い、インジウム原料としては、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）等を用いる。また、有機金属気相成長のための窒素原料としては、有機窒素原料であるヒドラジン系の原料を用いる。ヒドラジン系の原料としては、例えばヒドラジン、モノメチルヒドラジン（ＭＭＨｙ）、ジメチルヒドラジン（ＤＭＨｙ）等の少なくとも１つを用いることができる。
【００１９】
本実施形態においては、このIII−Ｖ族化合物半導体層１５の結晶を成長する際に、上記原料に加えて塩化水素ガスを有機金属気相成長炉に更に供給する。このとき供給する塩化水素ガスの量を、例えば有機金属気相成長炉に供給されたターシャルブチルアルシンの量の２０分の１に相当する量とする。
【００２０】
次に、キャップ層１７の形成を行う。すなわち、図１（Ｄ）に示すように、III−Ｖ族化合物半導体から成るキャップ層１７を、III−Ｖ族化合物半導体層１５の表面１５ａ上に形成する。本実施形態におけるキャップ層１７は、例えばアンドープＧａＡｓ半導体膜である。この形成は、有機金属気相成長炉を用いて行われる。有機金属気相成長のためのガリウム原料及び砒素原料は、上記バッファ膜１３及びIII−Ｖ族化合物半導体層１５と同様の原料を用いる。
【００２１】
上述したIII−Ｖ族化合物半導体の結晶成長方法において、有機金属気相成長炉に供給するキャリアガスとしては、窒素又はヘリウム等の不活性ガスを用いる。このように、本実施形態においては、有機金属気相成長炉に供給するキャリアガスとして水素及び水素化物を用いない。
【００２２】
これらの工程は、例えば半導体レーザといったIII−Ｖ族化合物半導体光装置の活性層のための結晶成長方法の主要な工程として利用される。
【００２３】
（実施例）
上述したIII−Ｖ族化合物半導体の結晶成長方法により、図２に示すようなIII−Ｖ族化合物半導体光装置２０を作製する。III−Ｖ族化合物半導体光装置２０は、例えば半導体レーザの活性層として用いられる半導体装置である。III−Ｖ族化合物半導体光装置２０の各層におけるガリウム原料、インジウム原料、窒素原料、砒素原料としては、それぞれ、トリエチルガリウム、トリメチルインジウム、ジメチルヒドラジン、ターシャルブチルアルシンを用いる。また、III−Ｖ族化合物半導体光装置２０の各層は有機金属気相成長炉を用いて形成される。
【００２４】
図２に示すように、基板２１０はＳｉドープＧａＡｓ（１００）面２度オフ基板であり、基板２１０の厚さＤ１は３５０μｍである。基板２１０の上には、バッファ膜２３０が形成される。バッファ膜２３０はアンドープＧａＡｓ半導体膜であり、バッファ膜２３０の厚さＤ２は０．２μｍである。
【００２５】
バッファ膜２３０の上には、III−Ｖ族化合物半導体層２５０が形成される。III−Ｖ族化合物半導体層２５０はＧａＩｎＮＡｓ半導体膜であり、III−Ｖ族化合物半導体層２５０の厚さＤ３は８ｎｍである。III−Ｖ族化合物半導体層２５０のＧａＩｎＮＡｓ結晶では、ガリウム組成が６７％、インジウム組成が３３％、砒素組成が９９％、窒素組成が１％である。
【００２６】
III−Ｖ族化合物半導体層２５０のＧａＩｎＮＡｓ結晶を成長するときには、有機金属気相成長炉に供給されたターシャルブチルアルシンの量の２０分の１に相当する量の塩化水素ガスを、ＧａＩｎＮＡｓの原料ガスと共に供給する。
【００２７】
III−Ｖ族化合物半導体層２５０の上には、キャップ層２７０が形成されている。キャップ層２７０はアンドープＧａＡｓ半導体膜であり、キャップ層２７０の厚さＤ４は０．１μｍである。
【００２８】
III−Ｖ族化合物半導体光装置２０の成長条件の一例は、摂氏４９０度の成長温度、５０Ｔｏｒｒの成長圧力である。また、III−Ｖ族化合物半導体層２５０以外の各層の成長速度は１μｍ／時間であることに対し、III−Ｖ族化合物半導体層２５０の成長速度は他の層に比べて１０％遅くする。このことは、塩化水素ガスをＧａＩｎＮＡｓの原料ガスと共に有機金属気相成長炉に供給することによって、ＧａＩｎＮＡｓ結晶の成長速度が約１０％遅くなることが事前の検討実験で判明されたためである。また、有機金属気相成長炉に供給するキャリアガスとして、本実施例では、不活性ガスの窒素を用いる。キャップ層２７０を成長した後に、有機金属気相成長炉内においてターシャルブチルアルシンを供給した状態で２０分間のアニールを行う。アニール温度は摂氏６５０度である。
【００２９】
図３に、実施例によって作製したIII−Ｖ族化合物半導体光装置２０を二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）により分析した結果を示す。図３に示すように、ＧａＩｎＮＡｓ半導体の結晶中には１×１０１８ｃｍ−３の水素濃度が確認された。また、アニール前のフォトルミネッセンス（ＰＬ）ピーク強度は３程度であり、アニール後のＰＬピーク強度は３０程度であった。すなわち、アニールにより、ＧａＩｎＮＡｓ半導体の結晶性が向上し、アニール前に比べて、ＰＬピーク強度がほぼ一桁向上した。なお、アニール後のＰＬ波長は１２５０ｎｍであった。
【００３０】
（比較例）
上述したIII−Ｖ族化合物半導体光装置２０の性能を確認するための比較対象として、図４に示めすようなIII−Ｖ族化合物半導体光装置３０を作製する。III−Ｖ族化合物半導体光装置３０は、III−Ｖ族化合物半導体光装置２０と同様に、例えば半導体レーザの活性層として用いられる半導体装置である。
【００３１】
本比較例において、III−Ｖ族化合物半導体光装置３０を作製するために用いる原料ガス、及びIII−Ｖ族化合物半導体光装置３０の各層の厚さは、上述した実施例の場合と同様である。すなわち、ガリウム原料、インジウム原料、窒素原料、砒素原料として、それぞれ、トリエチルガリウム、トリメチルインジウム、ジメチルヒドラジン、ターシャルブチルアルシンを用いる。また、基板３１０の厚さＤ５は３５０μｍであり、バッファ膜３３０の厚さＤ６は０．２μｍであり、III−Ｖ族化合物半導体層３５０の厚さＤ７は８ｎｍであり、キャップ層３７０の厚さＤ４は０．１μｍである。
【００３２】
一方、本比較例において、III−Ｖ族化合物半導体層３５０のＧａＩｎＮＡｓ結晶を成長するときに、ＧａＩｎＮＡｓの原料ガスと共に塩化水素ガスを供給することはない。このため、塩化水素ガスを供給することによるIII−Ｖ族化合物半導体層２５０の成長速度の減少分を補う必要は無く、III−Ｖ族化合物半導体層２５０の成長速度は他の層の成長速度と同様に１μｍ／時間である。また、本比較例においては、有機金属気相成長炉に供給するキャリアガスとして、水素ガスを用いる。
【００３３】
図５に、比較例によって作製したIII−Ｖ族化合物半導体光装置３０を二次イオン質量分析法により分析した結果を示す。図５に示すように、ＧａＩｎＮＡｓ半導体の結晶中には１×１０１９ｃｍ−３の水素濃度が確認された。また、アニール前のＰＬピーク強度は１程度であり、アニール後のＰＬピーク強度は１０程度であった。すなわち、アニールにより、ＧａＩｎＮＡｓ半導体の結晶性が向上し、アニール前に比べて、ＰＬピーク強度がほぼ一桁向上した。なお、アニール後のＰＬ波長は１２５０ｎｍであった。
【００３４】
図３と図５とを比較することで分かるように、実施例のIII−Ｖ族化合物半導体光装置２０は、比較例のIII−Ｖ族化合物半導体光装置３０に比べて、ＧａＩｎＮＡｓ半導体結晶中の水素濃度が一桁減少している。また、アニール前後のＰＬピーク強度も、比較例のIII−Ｖ族化合物半導体光装置３０に比べて、３倍程度増えている。
【００３５】
続いて、本実施形態の作用及び効果について説明する。本実施形態によれば、少なくともジメチルヒドラジン及び塩化水素ガスを含む原料ガスを有機金属気相成長炉に供給し、III−Ｖ族化合物半導体層１５を成長する。この場合、有機金属気相成長炉内の塩化水素ガスがジメチルヒドラジンと化学反応し、ジメチルヒドラジン中のＮ―Ｈ結合が切断される。具体的には、塩化水素ガスが熱分解して発生した塩素（Ｃｌ）がジメチルヒドラジン内でＮ―Ｈ結合していた水素と結合して塩化水素（ＨＣｌ）となることで、上記Ｎ―Ｈ結合が切断される。この塩化水素が結晶の外部に排出されるので、結晶内に混入する水素の量が低減される。
【００３６】
また、ターシャルブチルアルシンに対する塩化水素ガスの供給モル比を０．０５にするので、結晶内に混入する水素の量を適切に低減しながらも、塩化水素ガスが結晶をエッチングしてしまい、成長速度が著しく低下することを防止することができる。
【００３７】
上記実施例に類似した他の実施例として、０．０５以上の範囲のいくつかの数値に上記供給モル比を変更しながら、III−Ｖ族化合物半導体光装置２０Ａを作製した。そして、上記実施例と同様に二次イオン質量分析を行った結果、上述した図３と同様な結果が得られた。このことから、本実施形態におけるIII−Ｖ族化合物半導体の結晶成長方法は、上記供給モル比を０．０５以上にする場合に、特に有用であるといえる。
【００３８】
また、上記実施例に類似した他の実施例として、０．１以下の範囲のいくつかの数値に上記供給モル比を変更しながら、III−Ｖ族化合物半導体光装置２０Ｂを作製した。そして、上記実施例と同様に二次イオン質量分析を行った結果、上述した図３と同様な結果が得られた。このことから、本実施形態におけるIII−Ｖ族化合物半導体の結晶成長方法は、上記供給モル比を０．１以下にする場合に、特に有用であるといえる。
【００３９】
また、上記実施例に類似した他の実施例として、上記実施例におけるジメチルヒドラジンの代わりに、ヒドラジン、モノメチルヒドラジンといった他のヒドラジン系の原料を用いて、III−Ｖ族化合物半導体光装置２０Ｃを作製した。そして、上記実施例と同様に二次イオン質量分析を行った結果、上述した図３と同様な結果が得られた。このことから、本実施形態におけるIII−Ｖ族化合物半導体の結晶成長方法は、有機窒素原料として、ヒドラジン、モノメチルヒドラジン、ジメチルヒドラジンといったヒドラジン系の原料が用いられる場合に、特に有用であるといえる。
【００４０】
更に、上記実施例に類似した他の実施例として、有機金属気相成長炉に供給されるキャリアガスとして、上記実施例における窒素の代わりに、他の不活性ガスであるヘリウムを用いて、III−Ｖ族化合物半導体光装置２０Ｄを作製した。そして、上記実施例と同様に二次イオン質量分析を行った結果、上記図３に示したような結果を同様な結果が得られた。このことから、本実施形態におけるIII−Ｖ族化合物半導体の結晶成長方法においては、水素を含まないキャリアガスとして、窒素又はヘリウム等の不活性ガスを用いることで、結晶内から水素を低減することを容易に行うことができるといえる。
【００４１】
（第２の実施の形態）
以下、第２実施形態に係るIII−Ｖ族化合物半導体レーザを製造する方法を説明する。図６は、III−Ｖ族化合物半導体レーザの製造方法を説明するためのフローチャートである。まず、導電性を有する基板として、例えばＧａＡｓ基板を準備する（ステップＳ１０１）。
【００４２】
次に、III−Ｖ族化合物半導体から成るバッファ膜をステップＳ１０１にて準備した基板の表面上に形成する。バッファ膜は、例えばｎ型ＧａＡｓ半導体膜である（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２を含み、引き続く製造方法の説明において、各層の形成は有機金属気相成長炉を用いて行われる。また、有機金属気相成長のためのガリウム原料としてトリエチルガリウムを用い、インジウム原料としてトリメチルインジウムを用い、窒素原料としてジメチルヒドラジンを用い、砒素原料としてターシャリブチルアルシンを用いる。また、上記原料ガスと共に有機金属気相成長炉に供給するキャリアガスとしては、不活性ガスの窒素を用いる。
【００４３】
次に、III−Ｖ族化合物半導体から成る第１クラッド膜をステップＳ１０２にて形成したバッファ膜の上に形成する。第１クラッド膜は、例えばｎ型ＡｌＧａＡｓ半導体膜である（ステップＳ１０３）。
【００４４】
次に、III−Ｖ族化合物半導体から成る第１光ガイド層をステップＳ１０３にて形成した第１クラッド膜の上に形成する。光ガイド層は、例えばアンドープＧａＡｓ半導体膜である（ステップＳ１０４）。
【００４５】
次に、活性層の形成を行う。まず、III−Ｖ族化合物半導体から成る第１バリア層をステップＳ１０４にて形成した第１光ガイド層の上に形成する。第１バリア層は、例えばアンドープＧａＡｓ半導体膜である。第２実施形態では、第１光ガイド層の材料が第１バリア層の材料と同じなので、第１光ガイド層及び第１バリア層のためのIII−Ｖ族化合物半導体膜を一緒に形成するようにしてもよい（ステップＳ１０５）。
【００４６】
次に、活性層のためのIII−Ｖ族化合物半導体層（井戸層）をステップＳ１０５にて形成した第１バリア層の上に形成する。この井戸層は、Ｖ族構成元素としての窒素と、窒素以外のＶ族構成元素と、III族構成元素とを含む。第２実施形態において、井戸層は、例えばＧａＩｎＮＡｓ半導体膜である。井戸層の結晶を成長する際には、原料ガスに加えて塩化水素ガスを有機金属気相成長炉に更に供給する。このとき供給する塩化水素ガスの量を、例えば有機金属気相成長炉に供給されるターシャルブチルアルシンの量の２０分の１に相当する量とする（ステップＳ１０６）。
【００４７】
次に、III−Ｖ族化合物半導体から成る第２バリア層をステップＳ１０６にて形成した井戸層の上に形成する。第２バリア層は、例えばアンドープＧａＡｓ半導体膜である（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０５〜ステップＳ１０７における以上の説明により、単一量子井戸構造の活性層が完成された。
【００４８】
次に、III−Ｖ族化合物半導体から成る第２光ガイド層をステップＳ１０７にて形成した第２バリア層の上に形成する。第２光ガイド層は、例えばアンドープＧａＡｓ半導体膜である。第２実施形態では、第２光ガイド層の材料が第２バリア層の材料と同じなので、第２光ガイド層及び第２バリア層のためのIII−Ｖ族化合物半導体膜を一緒に形成するようにしてもよい（ステップＳ１０８）。
【００４９】
次に、III−Ｖ族化合物半導体から成る第２クラッド膜をステップＳ１０８にて形成した第２光ガイド層の上に形成する。第２クラッド膜は、例えばｐ型ＡｌＧａＡｓ半導体膜である（ステップＳ１０９）。
【００５０】
次に、ステップＳ１０９にて形成した第２クラッド膜の上にｐ型コンタクト膜を形成する。このｐ型コンタクト膜の材料としては、例えばｐ型ＧａＡｓを用いることができる（ステップＳ１１０）。次に、ステップＳ１１０にて形成したコンタクト膜に例えばエッチングを行い、コンタクト層のパターン形成を行う。コンタクト層は、例えばストライプ形状を有する（ステップＳ１１１）。
【００５１】
次に、ステップＳ１１１にて形成したコンタクト層の上に、該コンタクト層にオーミック接触を成す第１電極を形成する。また、ステップＳ１０１における基板の裏面にオーミック接触を成す第２電極を該基板の下に形成する。第１電極は、例えばアノード電極として使用され、第２の電極３５は、例えばカソード電極として使用される（ステップＳ１１２）。以上により、例えばIII−Ｖ族化合物半導体レーザといったIII−Ｖ化合物半導体光装置を作製する方法の主要な工程が説明された。
【００５２】
続いて、第２実施形態の作用及び効果について説明する。第２実施形態によれば、少なくともジメチルヒドラジン及び塩化水素ガスを含む原料ガスを有機金属気相成長炉に供給し、井戸層を成長する。この場合、有機金属気相成長炉内の塩化水素ガスがジメチルヒドラジンと化学反応し、ジメチルヒドラジン中のＮ―Ｈ結合が切断される。具体的には、塩化水素ガスが熱分解して発生した塩素がジメチルヒドラジン内でＮ―Ｈ結合していた水素と結合して塩化水素となることで、上記Ｎ―Ｈ結合が切断される。この塩化水素が結晶の外部に排出されるので、井戸層の結晶内に混入する水素の量が低減される。
【００５３】
このように、第２実施形態によれば、井戸層の結晶内の水素の混入量が少なくなるため、いわゆるダングリングボンドと呼ばれる欠陥が井戸層の結晶中に生じることを防止できる。したがって、上記井戸層を用いるIII−Ｖ族化合物半導体レーザの発光強度が強化されると共に、上記欠陥の増殖により該半導体レーザの寿命が大幅に短くなることを防止できる。
【００５４】
以上、好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。上述の実施の形態では、例えばＧａＩｎＮＡｓといった、少なくとも窒素および砒素をＶ族構成元素として含むIII−Ｖ族化合物半導体層を含むIII−Ｖ族化合物半導体光装置を説明したけれども、上記III−Ｖ族化合物半導体層としてＧａＮＡｓ、ＧａＩｎＮＡｓＳｂであっても良い。すなわち、本発明は、上述の実施形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】図１（Ａ）は、基板１１を準備する工程を示す図である。図１（Ｂ）は、バッファ膜を成長する工程を示す図である。図１（Ｃ）は、III−Ｖ族化合物半導体層を成長する工程を示す図である。図１（Ｄ）は、キャップ層を成長する工程を示す図である。
【図２】第１実施形態の実施例であるIII−Ｖ族化合物半導体光装置を示す図である。
【図３】図２のIII−Ｖ族化合物半導体光装置に対して二次イオン質量分析を行った結果を示す図である。
【図４】第１実施形態の比較例であるIII−Ｖ族化合物半導体光装置を示す図である。
【図５】図４のIII−Ｖ族化合物半導体光装置に対して二次イオン質量分析を行った結果を示す図である。
【図６】第２実施形態のIII−Ｖ族化合物半導体レーザの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
２０，３０…III−Ｖ族化合物半導体光装置、１１，２１０，３１０…基盤、１３，２３０，３３０…バッファ膜、１５，２５０，３５０…III−Ｖ族化合物半導体層、１７，２７０，３７０…キャップ層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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